Betonarme bir yapıda değişen zemin sınıfının deprem kuvvetleri üzerindeki etkisinin doğrusal analiz yöntemleri ile karşılaştırılması

Abstract

Yapıların güvenli tarafta olması ve tehlike arz etmemesi, yapının üzerine gelen tüm kuvvetleri karşılaması ile açıklanabilir. Yapıya etki eden bu yükler hareketli, zati, rüzgâr, deprem, su, toprak yükü gibi başlıklarda toplanabilir. Deprem yükü hariç diğer tüm yüklerin tek bir değeri varken deprem yükü çözümde uygulanan analiz yöntemine göre farklılıklar gösterebilmektedir. Ayrıca deprem yükünü, binanın inşa edileceği koordinatlar, bina yüksekliği, yerel zemin sınıfı, bina önem katsayısı, taşıyıcı sistem katsayısı da etkilemektedir. Binaların değerlendirme ve tasarımında kullanılacak yöntemler, TBDY 2018’de iki başlıkta verilmiştir. Bunlar doğrusal analiz yöntemleri ve doğrusal olmayan analiz yöntemleridir. Doğrusal analiz yöntemleri kendi içinde eşdeğer deprem yükü yöntemi ve modal hesap yöntemleri olarak ikiye ayrılırken, doğrusal olmayan analiz yöntemleri, zaman tanım alanında ve itme hesap yöntemleri olarak iki başlığa ayrılmıştır. Bu çalışmada bina yüksekliği ve değişen zemin sınıflarının taban kesme kuvvetine etkisini incelemek hedeflenmiştir. Bu amaçla aynı taşıyıcı sisteme sahip 5 katlı ve 10 katlı iki ayrı yapı modellenmiştir. Modellenen yapıların tabanına etkiyen taban kesme kuvvetinin hesabında eşdeğer deprem yükü analizi ve mod birleştirme analizi kullanılmıştır. Yapı analizleri SAP2000 analiz programı ile yapılmış, analiz sonucunda ZA, ZB, ZC, ZD ve ZE zemin sınıflarında yapıya etkiyen taban kesme kuvvetinin değişimi raporlanmıştır. Analizler sonucunda 5 katlı yapıda ZA, ZB, ZC zemin sınıflarında eşdeğer taban kesme kuvvetlerinin, mod birleştirme kuvvetlerinden %10-%20 oranında daha büyük olduğu gözlemlenirken ZD ve ZE zemin sınıflarında bu değer yaklaşık %20-%25 oranına ulaşmıştır. 10 katlı yapıda ise eşdeğer taban kesme kuvvetleri her zemin sınıfında, mod birleştirme kuvvetlerinden %25 oranında daha büyük sonuçlar vermiştir.

The fact that the structures are on the safe side and do not pose a danger can be explained by the fact that the structure meets all the forces on it. These loads affecting the structure can be grouped under headings such as live, dead, wind, earthquake, water, ground load. Except for the earth quake load, all other loads have a single value, while the earthquake load may differ according to the analysis method applied in the solution. In addition, the earthquake load is affected by the coordinates in which the building will be constructed, the height of the building, the local ground class, the building importance factor, response reduction factors. The purpose of the evaluation and design of the buildings is given under two headings in TBEC 2018. These are linear analysis methods and nonlinear analysis methods.While linear analysis methods are divided into two as Equivalent Earthquake Load Method and Modal Analysis Methods, nonlinear analysis methods are divided into two titles as time history and Pushover Methods. In this study, it is aimed to examine the effect of building height and changing ground classes on the base shear force. For this purpose, two separate 5-storey and 10-storey buildings with the same structural systems were modeled. Equivalent earthquake load analysis and mod combination analysis were used to calculate the base shear force acting on the base of the modeled structures. Structural Analyzes were made with the SAP2000 analysis program, and as a result of the analysis, the change in the base shear force acting on the structure in ZA, ZB, ZC, ZD and ZE ground classes was reported. As a result of the analyzes, it was observed that the equivalent base shear forces in the ZA, ZB, ZC ground classes in the 5-storey building were 10%-20% larger than the mode combination forces, while this value reached approximately 20%-25% in the ZD and ZE ground classes. On the other hand, in a 10-storey building, equivalent base shear forces yielded 25% greater results than the mode combination forces in each ground class.